Staal pypeis lang, hol buise wat vir 'n verskeidenheid doeleindes gebruik word. Hulle word vervaardig deur twee verskillende metodes wat lei tot óf 'n gelaste óf naatlose pyp. In beide metodes word rou staal eers in 'n meer werkbare beginvorm gegiet. Dit word dan in 'n pyp gemaak deur die staal in 'n naatlose buis uit te rek of die rande saam te forseer en met 'n sweislas te verseël. Die eerste metodes vir die vervaardiging van staalpype is in die vroeë 1800's bekendgestel, en hulle het geleidelik ontwikkel in die moderne prosesse wat ons vandag gebruik. Elke jaar word miljoene ton staalpyp vervaardig. Die veelsydigheid daarvan maak dit die mees gebruikte produk wat deur die staalbedryf vervaardig word.
Geskiedenis
Mense gebruik al duisende jare pype. Miskien was die eerste gebruik deur antieke landbouers wat water van strome en riviere na hul lande toe gelei het. Argeologiese bewyse dui daarop dat die Chinese rietpyp gebruik het om water na gewenste plekke te vervoer so vroeg as 2000 vC. Kleibuise wat deur ander antieke beskawings gebruik is, is ontdek. Gedurende die eerste eeu nC is die eerste loodpype in Europa gebou. In tropiese lande is bamboesbuise gebruik om water te vervoer. Koloniale Amerikaners het hout vir 'n soortgelyke doel gebruik. In 1652 is die eerste waterwerke in Boston gemaak met behulp van hol stompe.
Gelaste pyp word gevorm deur staalstroke deur 'n reeks gegroefde rollers te rol wat die materiaal in 'n sirkelvorm vorm. Vervolgens gaan die ongesweisde pyp deur sweiselektrodes. Hierdie toestelle verseël die twee punte van die pyp aanmekaar.
So vroeg as 1840 kon ysterwerkers reeds naatlose buise vervaardig. In een metode is 'n gat deur 'n soliede metaal, ronde knuppel geboor. Die knuppel is dan verhit en deur 'n reeks matryse getrek wat dit verleng het om 'n pyp te vorm. Hierdie metode was ondoeltreffend omdat dit moeilik was om die gat in die middel te boor. Dit het gelei tot 'n ongelyke pyp met een kant dikker as die ander. In 1888 is 'n verbeterde metode met 'n patent toegeken. In hierdie proses is die soliede bek om 'n vuurvaste baksteenkern gegiet. Toe dit afgekoel is, is die baksteen verwyder en 'n gat in die middel gelaat. Sedertdien het nuwe roltegnieke hierdie metodes vervang.
Ontwerp
Daar is twee soorte staalpype, een is naatloos en 'n ander het 'n enkele gelaste naat oor sy lengte. Albei het verskillende gebruike. Naatlose buise is tipies ligter en het dunner mure. Hulle word gebruik vir fietse en die vervoer van vloeistowwe. Gesamente buise is swaarder en meer rigied. Die het 'n beter konsekwentheid en is gewoonlik reguit. Hulle word gebruik vir dinge soos gasvervoer, elektriese buise en loodgieterswerk. Tipies word hulle gebruik in gevalle waar die pyp nie onder 'n hoë mate van spanning geplaas word nie.
Grondstowwe
Die primêre grondstof in pypproduksie is staal. Staal bestaan hoofsaaklik uit yster. Ander metale wat in die legering teenwoordig kan wees, sluit in aluminium, mangaan, titanium, wolfram, vanadium en sirkonium. Sommige afwerkingsmateriaal word soms tydens produksie gebruik. Byvoorbeeld, verf kan wees.
Naatlose pyp word vervaardig met behulp van 'n proses wat 'n soliede knuppel in 'n silindriese vorm verhit en vorm en dit dan rol totdat dit gerek en uitgehold is. Aangesien die uitgeholde middel onreëlmatig gevorm is, word 'n koeëlvormige deursteekpunt deur die middel van die knuppel gedruk terwyl dit gerol word. Naatlose pyp word vervaardig deur 'n proses te gebruik wat 'n soliede knuppel in 'n silindriese vorm verhit en vorm en dit dan rol totdat dit uitgerek en uitgehold is. Aangesien die uitgeholde middel onreëlmatig gevorm is, word 'n koeëlvormige deursteekpunt deur die middel van die knuppel gedruk terwyl dit gerol word.gebruik as die pyp bedek is. Tipies word 'n ligte hoeveelheid olie op staalpype aan die einde van die produksielyn toegedien. Dit help om die pyp te beskerm. Alhoewel dit nie eintlik deel van die finale produk is nie, word swaelsuur in een vervaardigingsstap gebruik om die pyp skoon te maak.
Die Vervaardigingsproses
Staalpype word deur twee verskillende prosesse gemaak. Die algehele produksiemetode vir beide prosesse behels drie stappe. Eerstens word rou staal in 'n meer werkbare vorm omgeskakel. Vervolgens word die pyp op 'n aaneenlopende of semi-kontinue produksielyn gevorm. Laastens word die pyp gesny en aangepas om aan die kliënt se behoeftes te voldoen.
Naatlose pyp word vervaardig met behulp van 'n proses wat 'n soliede knuppel in 'n silindriese vorm verhit en vorm en dit dan rol totdat dit gerek en uitgehold is. Aangesien die uitgeholde middel onreëlmatig gevorm is, word 'n koeëlvormige deursteekpunt deur die middel van die knuppel gedruk terwyl dit gerol word.
Ingotproduksie
1. Gesmelte staal word gemaak deur ystererts en kooks ('n koolstofryke stof wat ontstaan wanneer steenkool in die afwesigheid van lug verhit word) in 'n oond te smelt, en dan die meeste van die koolstof te verwyder deur suurstof in die vloeistof te blaas. Die gesmelte staal word dan in groot, dikwandige ystervorms gegooi, waar dit in blokke afkoel.
2. Om plat produkte soos plate en blaaie, of lang produkte soos stawe en stawe te vorm, word blokke tussen groot rollers gevorm onder enorme druk.Produseer blomme en blaaie
3. Om 'n blom te produseer, word die staaf deur 'n paar gegroefde staalrolle gevoer wat gestapel is. Hierdie tipe rollers word "twee-hoë meulens" genoem. In sommige gevalle word drie rollers gebruik. Die rollers is so gemonteer dat hul groewe saamval, en hulle beweeg in teenoorgestelde rigtings. Hierdie aksie veroorsaak dat die staal vasgedruk en in dunner, langer stukke gerek word. Wanneer die rollers deur die menslike operateur omgekeer word, word die staal teruggetrek deur dit dunner en langer te maak. Hierdie proses word herhaal totdat die staal die verlangde vorm bereik. Tydens hierdie proses draai masjiene genaamd manipuleerders die staal om sodat elke kant eweredig verwerk word.
4. Ingots kan ook in blaaie gerol word in 'n proses wat soortgelyk is aan die blommaakproses. Die staal word deur 'n paar gestapelde rollers gevoer wat dit rek. Daar is egter ook rollers aan die kant gemonteer om die breedte van die blaaie te beheer. Wanneer die staal die gewenste vorm kry, word die oneweredige punte afgesny en die blaaie of blomme word in korter stukke gesny.Verdere verwerking
5. Blomme word tipies verder verwerk voordat dit in pype gemaak word. Bloei word in knuppels omskep deur dit deur meer roltoestelle te plaas wat hulle langer en smal maak. Die knuppels word gesny deur toestelle bekend as vlieënde skêr. Dit is 'n gesinchroniseerde skêr wat saam met die bewegende knuppel jaag en dit sny. Dit laat doeltreffende snitte toe sonder om die vervaardigingsproses te stop. Hierdie knuppels word gestapel en sal uiteindelik naatlose pyp word.
6. Blaaie word ook herwerk. Om hulle smeebaar te maak, word hulle eers verhit tot 2 200 ° F (1 204 ° C). Dit veroorsaak dat 'n oksiedbedekking op die oppervlak van die blad vorm. Hierdie deklaag word met 'n skaalbreker en hoëdrukwatersproei afgebreek. Die blaaie word dan deur 'n reeks rollers op 'n warm meul gestuur en in dun smal stroke staal gemaak wat skelp genoem word. Hierdie meul kan so lank as 'n halwe myl wees. Soos die blaaie deur die rollers gaan, word hulle dunner en langer. In die loop van ongeveer drie minute kan 'n enkele blad omskep word van 'n 6 duim (15,2 cm) dik stuk staal na 'n dun staallint wat 'n kwartmyl lank kan wees.
7. Na strek word die staal gepekel. Hierdie proses behels dat dit deur 'n reeks tenks word wat swaelsuur bevat om die metaal skoon te maak. Ter afronding word dit met koue en warm water afgespoel, gedroog en dan op groot spoele opgerol en verpak vir vervoer na 'n pypmaakfasiliteit.
8. Beide skelp en knuppels word gebruik om pype te maak. Skelp word in gelaste pyp gemaak. Dit word eers op 'n afwikkelmasjien geplaas. Soos die spoel staal afgewikkel word, word dit verhit. Die staal word dan deur 'n reeks gegroefde rollers gevoer. Soos dit verbygaan, laat die rollers die rande van die skelp saamkrul. Dit vorm 'n ongesweisde pyp.
9. Die staal gaan volgende deur sweiselektrodes. Hierdie toestelle verseël die twee punte van die pyp aanmekaar. Die gelaste naat word dan deur 'n hoëdrukrol gevoer wat help om 'n stywe sweislas te skep. Die pyp word dan tot die verlangde lengte gesny en gestapel vir verdere verwerking. Gelaste staalpyp is 'n deurlopende proses en afhangende van die grootte van die pyp, kan dit so vinnig as 1 100 voet (335,3 m) per minuut gemaak word.
10. Wanneer naatlose pyp benodig word, word vierkantige knuppels vir produksie gebruik. Hulle word verhit en gevorm om 'n silindervorm te vorm, ook genoem 'n ronde. Die rondte word dan in 'n oond gesit waar dit witwarm verhit word. Die verhitte ronde word dan met groot druk gerol. Hierdie hoëdrukrol veroorsaak dat die knuppel uitrek en 'n gat in die middel vorm. Aangesien hierdie gat onreëlmatig gevorm is, word 'n koeëlvormige deursteekpunt deur die middel van die knuppel gedruk terwyl dit gerol word. Na die deursteekstadium kan die pyp nog steeds van onreëlmatige dikte en vorm wees. Om dit reg te stel word dit deur 'n ander reeks walserye gevoer. Finale verwerking
11. Nadat enige tipe pyp gemaak is, kan hulle deur 'n reguit masjien gesit word. Hulle kan ook met lasse toegerus wees sodat twee of meer stukke pyp verbind kan word. Die mees algemene tipe verbinding vir pype met kleiner deursnee is skroefdraad—stywe groewe wat in die einde van die pyp gesny word. Die pype word ook deur 'n meetmasjien gestuur. Hierdie inligting saam met ander gehaltebeheerdata word outomaties op die pyp gestensileer. Die pyp word dan met 'n ligte laag beskermende olie gespuit. Die meeste pyp word tipies behandel om te verhoed dat dit roes. Dit word gedoen deur dit te galvaniseer of dit 'n laag sink te gee. Afhangende van die gebruik van die pyp, kan ander verf of bedekkings gebruik word.
Gehaltebeheer
’n Verskeidenheid maatreëls word getref om te verseker dat die voltooide staalpyp aan spesifikasies voldoen. X-straalmeters word byvoorbeeld gebruik om die dikte van die staal te reguleer. Die meters werk deur twee x-strale te gebruik. Een straal is gerig op 'n staal van bekende dikte. Die ander is gerig op die verbygaande staal op die produksielyn. As daar enige verskil tussen die twee strale is, sal die meter outomaties 'n verandering van die grootte van die rollers aktiveer om te kompenseer.
Pype word ook aan die einde van die proses vir defekte geïnspekteer. Een metode om 'n pyp te toets, is deur 'n spesiale masjien te gebruik. Hierdie masjien maak die pyp vol water en verhoog dan die druk om te sien of dit hou. Defekte pype word vir skroot terugbesorg.